SUSPLART – Contract Nr. 56/2017

1

APLICATII AVANSATE ALE PLASMEI NON-TERMICE IN DOMENIUL

PATRIMONIULUI CULTURAL SI ARTISTIC: TRATAMENTUL MATERIALELOR

POLIMERICE NATURALE (SUSPLART)

Etapa III / 2019 Cercetari privind elaborarea modelului experimental de decontaminare si

functionalizare in plasma rece pe diverse suporturi polimerice naturale (II)

Contract nr. 56/2017

Director Oscar Print s.r.l.

Angelica Moldovan

Director Proiect

Angelica Moldovan

Finantare: Programul 3: Cooperare europeana si internationala

Subprogramul 3.5. Alte initiative si programe europene si

internationale

Autoritate contractanta: Unitatea Executiva pentru Finantarea Invatamantului Superior,

Cercetarii, Dezvoltarii si Inovarii (UEFISCDI)

Contractor: Oscar Print s.r.l. Bucuresti

Consortiul SUSPLART (Romania)

CO – Oscar Print s.r.l.

P1 - Institul National de Cercetare-Dezvolatre Textile-Pielarie, Sucursala Institul de Cerectare

Pielarie-Incaltaminte (INCDTP-ICPI), Bucuresti. Responsabil proiect – Elena Badea

P2 – Muzeul National al Satului „Dimitrie Gusti” (MNS). Responsabil proiect – Iulia Anania

P3– CONREST s.r.l.Responsabil proiect – Vasie Ionita

SUSPLART – Contract Nr. 56/2017

2

RAPORTUL ȘTIINȚIFIC ȘI TEHNIC

REZUMATUL ETAPEI III

Au fost realizate toate activitatile prevazute in Planul de realizare al proiectului – Etapa III. In

acest fel, toate obiectivele specifice precum si scopul propus prin implementarea proiectului fiind

realizate. Activitatile etapei si obiectivele specifice sunt detaliate in Raportul Stiintific si Tehnic.

Au fost testate si validate procedeele de conservare curativa (curatare si decontaminare) cu

plasma rece tip ADRE la presiune atmosferica a artefactelor din pergament. A fost elaborat un

protocol de evaluare cantitativa a starii de deteriorare a pielii istorice in vederea testarii procedeului

de conservare curativa cu plasma rece la presiune atmosferica a artefactelor din piele in perioada de

post-implementare a proiectului. Atat procedeele de conservare curativa cu plasma rece, cat si

protocolul de evelaure cantitativa a starii de deteriorare a pielor istorice vor fi valorificate sub forma

de servicii pentru muzee/biblioteci/arhive/colectii private.

Au fost elaborate, testate si validate doua tehnologii de prelucrare a pieilor de animale mici

(subproduse care in prezent nu au piata de desfacere in Romania si se elimina prin ingropare) in

vederea obtinerii de pergament si piele fara saruri de crom utilizând exclusiv materiale eco-tolerabile

de inspirație tradițională. Pentru cele doua tehnologii s-a depus o cerere de brevet de inventie

(A00701/31.10.2019). Aceste tehnologii vor fi valorificate de partenerul ICPI prin intermediul statiei

de microproductie piele si pergament.

Editura Oscar Print s.r.l. in colaborare cu ICPI a realizat o serie de reproduceri/facsimile

artistice pe pergament tratat in plasma rece utilizand tehnici de printare digitala cu coloranti naturali.

Au fost realizate obiecte de design folosind pergament colorat cu coloranti eco-friendly tipici

industriei de pielarie – etapa de finisare umeda, trata apoi in plasma rece. De asemenea, au fost

realizate legaturi artistice de carte din piele fara crom obtinuta prin tehnologia elaborata in aceasta

etapa decorate prin tehnica mulajelor din gips. Reproducerile artistice si obiectele de eco-design au

fost prezentate publicului in cadrul unei expozitii tematice inclusa in programul Conferintei

Internationale Emerging Technology and Innovation for the Conservation of Cultural Heritage -

ETICCH 2019, editia a 6-a cu tema: The Cultural Object - From Investigation to Restoration, 11-13

Sibiu, Romania. Acestea vor fi prezentate si in cadrul unor evenimente deschise publicului larg

precum Targul International de certe Gaudeamus (20-24 nov 2019).

Tanara masteranda Simona Paunescu din echipa ICPI a efectuat un stagiu de 2 saptamani cu

tema “Non-destructive characterization of artworks using XRF methods” la LANDIS Laboratory of

the Laboratori Nazionali del Sud (LNS), INFN, Catania, Italy, sub coordonarea Dr. Paolo Francesco

Romano. In aceasta perioada a participat la workshop-ul “Macro X-ray Fluorescencescanning in

Conservation, Art and Archeology, Catania (Italy), 15-16 Oct 2019”.

SUSPLART – Contract Nr. 56/2017

3

Activitatile de transfer tehnologic si diseminare au constat in (i) vizita de lucru a masterandei

Karolina Szaboova, membra in echipa coordonatorului de proiect (STUBA) la laboratorul ARCH

Lab, INCDTP-ICPI, partener in Consortiul romanesc, in perioada 7-13 aprilie 2019; (ii) organizarea

unei reuniuni de lucru cu participarea partenerilor (Oscar Print, INCDTP-ICPI si Conrest) din

Romania si Republica Slovaca in cadrul Conferintei Internationale ETICCH 2019 desfasurata in

perioada 11-13 sept 2019 la Sibiu; (iii) prezentarea de lucrari stiintifice (1 invited lecture, 1 prezentare

orala si doua comunicari poster) la manifestari internationale; (iv) 1 capitol carte in Posprint of

ETICH 2019: The Cultural Object: From Investigation to Restoration; (v) publicarea unui articol in

revista ISI, open access Heritage Science (IF 2.165); (vi) elaborarea unui manuscris trimis spre

publicare in revista Heritage Science (vii) elaborarea unei cereri pentru un brevet de inventie.

In cadrul Conferintei Internationale ETICCH 2019 a avut loc si intalnirea de lucru finala a

proiectului SUSPLART cu participarea echipei coordonatorului si a partenerelor consortiului din

Romania.

Modelul experimental de tratare in plasma rece

Plasma de tip ADRE combină avantajele plasmei la temperatură scăzută si presiune joasă și

plasma la presiune atmosferică. Una dintre principalele caracteristici ale plasmei ADRE este

generarea unor cantități mari de electroni rapizi într-o anumită regiune de putere. Acești electroni

dobândesc energie până la câteva zeci de keV, spre deosebire de energia medie a electronilor din alte

surse care poate atinge doar cativa eV. Când se aplică un impuls de tensiune mai mare de 100 kV

între electrozii paraleli plani, o porțiune semnificativă a electronilor poate ajunge la o energie suficient

de mare pentru a intra în așa-numitul regim de fugă. Electronii fugari (RE) ating o rată redusă de

coliziuni inelastice (pierderi de energie) chiar și la presiune atmosferica. În consecință, RE poate

migra câțiva centimetri de la locul de origine, putand obține energie extrem de mare din accelerația

câmpului electric. Pe lângă activarea și modificarea suprafețelor diferitelor materiale și obiecte,

datorită electronilor cu energie mare, plasma ADRE poate inlatura atat poluantii organici și

anorganici, precum și bacteriile și virusurile. În ceea ce privește eficacitatea efectului asupra

proprietatilor de hidrofilie precum și a altor proprietăți superficiale ale materialelor, plasma ADRE

depășește semnificativ toate tipurile de tratamente in plasma la presiune atmosferica existente, fiind

similara din acest punct de vedere cu tratamentul in plasma la presiune scăzută. Acest lucru permite

tratatrea suprafetelor materialelor la viteze mari permitand incorporarea echipamentului ADRE într-

un proces continuu.

Dispozitivul ADRE din dotarea coordonatorului (STUBA) este prezentat in figura de mai jos.

SUSPLART – Contract Nr. 56/2017

4

Dispozitivul ADRE plasma folosit in tratarea probelor colagenice (stanga:

alimentare cu energie + generator HF; dreapta: camera de tratament cu plasma)

Descarcare (plasma discharge) de tip ADRE (discharge gap is 2,5 cm;

atmospheric pressure, N2 atmosphere)

Parametri testati

Fig. 28. Parametri testati in tratamentele cu plasma rece de tip ADRE

SUSPLART – Contract Nr. 56/2017

5

Au fost elaborate protocoale specifice pentru realizarea tratamentelor de conservare curativa

a artefactelor colagenice si lignocelulozice care constau in urmatoarele etape:

1.Evaluarea fizico-chimica si biologica a materialului / artefactului de tratat

• Evaluarea fizico-chimica: examinare vizuala (macroscopica si microscopica)

• FTIR-ATR

• MHT (numai pentru materiale colagenice)

2. Tratamentul cu plasma conform tabelului 7 – se opteaza pentru utilizarea nivelului minim de

energie.

3. Re-evaluarea fizico-chimica si biologica a materialului / artefactului tratat cu plasma rece

4. Monitorizarea periodica a materialului / artefactului tratat cu plasma rece

Realizarea unor replici de artefacte istorice utilizand materiale polimerice naturale tratate in

plasma rece

Pergamentul, materialul utilizat pentru scriere timp de aproape doua milenii, nu da rezultate

satisfacatoare in cazul imprimarii digitale datorita suprafetei heterogene din punct de vedere al

proprietatilor de hidrofilie/hidrofobie, dar si datorita transferului termic generat in cursul impriimarii.

Analizand rezultatele obtinute in Etapa II au fost selectionate conditiile tehnice pentru realizarea unui

tratament optimal al suprafetei materialelor de tip pergament in vederea cresterii capacitatii de

absorbtie a cernelurilor prin cresterea hidrofiliei, cat si prin modificarea rezistentei hidrotermice a

fibrelor de colagen superficiale. Pergamentul tratat a fost utilizat cu succes pentru realizarea de

facsimile, semne de carte, legaturi pentru blocnotes. Cu pergament tratat in plasma rece au fost

realizate obiecte functionale decorative precum abajururi.

Standul Oscar Print, Expozitia tematica Traditional Cultural Expression and Creative Industry”,

Conferinta Internationala ETICCH 2019, 11-13 sept 2019

SUSPLART – Contract Nr. 56/2017

6

Semnele de carte imprimate cu modele traditionale ale iilor romanesti au fost oferite

Presedintilor Asociatilor de Chimie din Europa si din Statele Unite cu ocazia Adunarii Generale a

Societatii Europene de Chimie (EuChemS) care a avut loc la Bucuresti in 3-5 octombrie 2019.

Semn de carte tiparit pe pergament tratat in plasma rece in oxigen cu EPSON Pigment, noua generatie de cerneluri

pentru tiparire pe materiale neconventionale

Obiectele realizate de Oscar Print utilizand pergament si piele obtinute prin tehnologiile

special elaborate in acest proiect, obiectul unei cereri de brevet de inventie, au fost prezentate in

cadrul Expozitiei tematice „Traditional Cultural Expression and Creative Industry”, eveniment

satelita al Conferintei Internationale Emerging Technology and Innovation for the Conservation of

Cultural Heritage - ETICCH 2019, 11-13 sept, Sibiu

Abajururi din pergament colorat in masa

Abajururi din pergament pliat manual Abajur din pergament

pictat manual

SUSPLART – Contract Nr. 56/2017

7

Reproduceri/facsimile pe pergament Legaturi din piele fara crom decorate prin

tehnica mulajului pe gips

Activitati de brevetare

A fost elaborat si inregistrat la OSIM un brevet de inventie intitulat “Procedeu ecologic de

obținere a unor materiale colagenice destinate industriilor creative” (A00701/31.10.2019).

In vederea brevetarii procedeului de conservare curativa cu plasma rece în perspectiva

valorificării rezultatelor proiectului, deoarece brevetarea europeană la EPO (Oficiul European de

Brevete) sau internaţionala în procedura PCT poate antrena cheltuieli considerabile în special cu

taxele şi consultanţa de specialitate, iar decizia pentru brevetare este una de maximă responsabilitate

SUSPLART – Contract Nr. 56/2017

8

şi se justifică doar atunci cand valorificarea inventiei poate fi facută cu success pe mai multe pieţe,

iar beneficiile obţinute pot compensa taxele şi cheltuielile asociate, coordonatorul Consortiului

SUSPLART a realizat un studiu pentru examinarea condiţiilor de brevetabilitate. In urma acestui

studiu s-a decis ca brevetul sa fie depus in perioada de postimplementare de catre coordonatorul

proiectului in colaborare cu partenerul Kamea s.r.l.

Diseminarea rezultatelor

✓ 9th International Conference of the Chemical Societies of the South-Eastern European Countries

on «Chemistry a Nature Challenger», May 8-11, 2019, Targoviste

Poster: Effects of Low-Temperature Plasma on Parchment – Towards a New System for Cleaning

and Decontamination of Historical Parchments, Autori: Iulia Maria Caniola, Simona Maria

Păunescu, Cristina Carșote, Radovan Tiňo, Katarína Vizárová, Elena Badea

✓ Emerging Technology and Innovation for the Conservation of Cultural Heritage - ETICCH

2019, 11-13 sept, Sibiu

Plenary lecture: Possibilities and Prospects of Low-Temperature Atmospheric Plasma Treatment

in Museum Objects Conservation, Autori: Radovan Tiňo, Katarína Vizárová, Barbora Kaliňáková

Oral presentation: Effects of Low-Temperature Atmospheric Plasma on Parchment,

Autori:Karolína Szabóová, Radovan Tiňo, Katarína Vizárová

Poster: Surface Changes upon Low-Temperature Plasma Treatment of Historical Parchments,

Autori: Iulia Maria Caniola, Simona Maria Păunescu, Cristina Carșote, Radovan Tiňo, Katarína

Vizárová, Elena Badea

Capitol carte: Damage Assessment Approaches for Collagen- Based Artefacts: Simple and

Advanced Analysis, Elena Badea, Cristina Carșote, Lucreția Miu, Giuseppe Della Gatta, in The

Cultural Object: From Investigation to Restoration, Postprint of the Intl Conf ETICCH 2019, Eds.

E. Badea si A. Bernath, p.3-20, Editura Oscar Print, 2019, ISBN 978-973-668-503-3.

In cadrul acestui eveniment a avut loc reuniunea de lucru finala a proiectului SUSPLART cu

participarea partenerilor romani si a partenerilor de la STUBA - coordonator.

✓ Articol stiintific publicat in revista indexata ISI Heritage Science (IF 2.165), open access

Carsote and Badea, Herit Sci (2019) 7:48 https://doi.org/10.1186/s40494-019-0292-8

✓ Manuscris in evaluare: Effects of Low-Temperature Atmospheric Plasma on Historical

Parchment, Autori: Cristina Carșote, Radovan Tiňo, Katarína Vizárová, Elena Badea

✓ Cerere brevet de inventie A00710/31.10.2019: “Procedeu ecologic de obținere a unor

materiale colagenice destinate industriilor creative”.

SUSPLART – Contract Nr. 56/2017

9

SUSPLART – Contract Nr. 56/2017

10